新疆西准噶尔接特布调A型花岗岩年代学、地球化学及岩石成因

西准噶尔乃至整个北疆地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类。接特布调岩体作为一个典型的代表, 岩石类型主要有中粗粒二长花岗岩和正长花岗岩, 是认识西准噶尔花岗岩岩石成因及构造-岩浆演化的关键。本文对接特布调岩体进行高精度锆石LA-ICP-MS U-Pb测年, 获得二长花岗岩和正长花岗岩的加权平均206Pb/238U年龄分别为(287±9) Ma(n=10, MSWD=0.92)和(278±3) Ma(n=14, MSWD=0.43), 确定其形成于早二叠世, 属于300 Ma前后准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明, 前人认为的接特布调I型花岗岩应归属于A型花岗岩。正长花岗岩具有高硅(SiO2: 76.11%~76.82%), 富碱(Na2O+K2O: 8.47%~8.49%), 低钛(TiO2: 0.04%~0.05%), 贫钙(CaO: 0.36%~0.42%)的特征。二长花岗岩与其类似, 高硅(SiO2: 68.35%~71.80%), 富碱(Na2O+K2O: 6.80%~7.86%), 低钛和钙(TiO2: 0.29%~0.82%, CaO: 1.76%~2.87%), 均属于准铝质或弱过铝质(ACNK: 0.98~1.09)高钾钙碱性系列。正长花岗岩相对于二长花岗岩具有相对较低的稀土元素总量(ΣREE)(分别为23.8×10-6~49.3×10-6, 95.23×10-6~222.2×10-6), 并具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*分别为0.01~0.02, 0.57~0.72), 另外, 正长花岗岩相对二长花岗岩明显地富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)及高场强元素(Zr、Hf、Nb), 而强烈亏损Ba、Sr、Eu、Ti等, 具有较高的10000Ga/Al比值(>2.44)。依据微量元素比值及相关判别图, 可将接特布调花岗岩体进一步细分为A1型和A2型。接特布调岩体就位于后碰撞环境, 来源于由年轻的地幔来源物质组成的下地壳。在后碰撞岩浆活动的初期, 年轻的下地壳部分熔融形成具有岛弧印迹的A2型二长花岗岩岩浆, 随着岩石圈进一步伸展, 可能在局部出现类似裂谷的环境, 即形成显示裂谷特征的A1型正长花岗岩岩浆。     

西准噶尔玛依勒蛇绿混杂岩锆石U-Pb年代学、地球化学及源区特征

西准噶尔地区出露多条蛇绿混杂岩带,对其进行精确的锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究可以为揭示西准噶尔地区古大洋形成与演化过程、恢复古构造格局及追溯岩浆源区物质来源提供线索.本文对玛依勒蛇绿混杂岩中的辉长岩及玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及全岩地球化学研究,获得辉长岩中锆石的加权平均206Pb/238U年龄为572.2±9.2Ma,属于早震旦纪,该年龄是准噶尔乃至北疆地区报道的最古老的蛇绿混杂岩年龄.玛依勒蛇绿混杂岩中的枕状玄武岩为碱性玄武岩,岩石具有高Ti(TiO2=1.65％ ～3.13％)、高Fe(FeOT=8.93％ ～ 18.11％)、高Mg(MgO=3.95％ ～ 5.27％)及高P(P2O5 =0.17％～0.51％),Th/Ta比值相对较高(=1.1～1.9),LREE和HREE分异较为明显((La/Yb)N =2.5 ～7.4)等特征,这些特征与洋岛玄武岩类似,可能形成于大洋板内的洋岛或海山环境.其中的辉长岩地球化学特征不同于玄武岩,可能形成与俯冲有关的环境.玛依勒蛇绿混杂岩中玄武岩与EMI型洋岛玄武岩具有相似的地球化学特征,表明其岩浆源区可能为EMI型富集地幔.岩石成因与软流圈地幔关系密切,软流圈的上涌导致尖晶石相二辉橄榄岩地幔源区大比例部分熔融,是岩石圈-软流圈地幔相互作用的产物.     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的锆石U-Pb年代学证据

尽管岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据,但其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年则是对岩浆混合证据的重要补充。夏尔莆岩体由寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明三者的年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma、298.9±5.0Ma,在误差范围内一致,说明三者是同一岩浆事件的产物,为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了年代学证据。夏尔莆岩体的岩浆混合成因的确立证实了早二叠世西准噶尔地壳深部发生过强烈的壳幔岩浆混合作用,并导致了该地区一次重要的地壳垂向生长事件,而岩体中大量的微细粒镁铁质包体和中基性墙群正是这次生长事件的物质记录者。     

东准库布苏南岩体微量元素特征及构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里地区库布苏南岩体以花岗闪长岩为主,稀土元素和微量元素地球化学研究表明,具有轻稀土富集,重稀土亏损,随酸度的增加,óREE增加,?Eu值显著降低(1.03～0.25),K,Rb,Th大离子亲石元素明显富集,Rb,Th等不相容元素呈正异常,Ba,Zr等元素形成明显的谷.结合东准噶尔卡拉麦里地区晚古生代构造-岩浆演化过程分析,岩体形成于卡拉麦里造山带的大陆主碰撞后初始拉张阶段(300±10) Ma,属于后碰撞花岗岩.布苏南岩体记录了东准噶尔卡拉麦里地区"软碰撞"后陆内均衡调整过程,为建立东准噶尔地区构造格架和恢复岩浆演化事件提供了最有力的证据.     

西天山阿吾拉勒一带石炭系阿克沙克组风暴岩及其意义

西天山阿吾拉勒阔尔库一带早石炭世阿克沙克组以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主,发育典型风暴成因的竹叶状砾屑灰岩。风暴沉积构造主要有风暴侵蚀构造、风暴撕裂构造、风暴浪构造、风暴涡流构造及风暴期后快速沉积构造等。已识别出的风暴沉积类型有具块状层理的竹叶状砾屑灰岩,具递变层理的砾屑灰岩和砾屑砂岩,具丘状、洼状交错层理和平行层理的砂屑灰岩及生物碎屑砾屑粉砂质灰岩,具平行层理的砂屑灰岩、长石岩屑砂岩,具波痕交错层理的砂屑灰岩和砾屑粉砂质灰岩,具水平层理的粉屑灰岩和具块状或水平层理的生物碎屑砾屑粉砂质灰岩。新发现的风暴沉积,说明早石炭世该地区处于低纬度带陆棚浅水沉积环境,因而对于分析西天山石炭纪的古地理、古气候、古构造及板块的运动规律具有重要意义。     

东准噶尔贝勒库都克铝质A型花岗岩的厘定及意义

初步研究表明,长期以来被认为S型花岗岩的贝勒库都克黑云母花岗岩应为铝质A型花岗岩.该岩体以富硅(SiO2=75.25%～76.67%)和碱(Na2O+K2O=8.08%～8.97%),贫镁(MgO=0.02%～0.18%)和钙(CaO =0.39%～0.89%),氧化指数变化较大(W=0.02～0.15)以及高FeOT/MgO比值(12.71～84.51,平均34.55)为特征.其K2O＞Na2O,NK/A=0.86～0.95(平均0.92),A/CNK=0.97～1.02(＞0.95),属偏铝-过铝质钙碱-弱碱性岩石.在微量元素和稀土元素组成上,岩石富Ga、Zr和Hf等高场强元素,亏损Ba、Nb、Sr等元素.10 000 Ga/Al比值(2.97～4.20)均大于A型花岗岩的下限值(2.6),明显高于I型和S型花岗岩的平均值(分别为2.10和2.28).在Zr、Ce、Nb对10 000 Ga/Al以及FeOT/MgO对(Zr+Nb+Ce+Y)、SiO2等A型花岗岩多种判别图上,投影点均落在A型花岗岩区,而与高分异的I、S型花岗岩明显不同.这些特征表明,贝勒库都克黑云母花岗岩与国内外铝质A型花岗岩(如福建沿海、东西准噶尔和澳大利亚Lachlan褶皱带铝质A型花岗岩)十分相似.在Nb-Y-Ce、R1-Ga/Al和R1-R2构造环境判别图上,显示出造山后花岗岩的特征.贝勒库都克铝质A型花岗岩的厘定,不仅对探讨卡拉麦里地区地壳物质组成及构造演化有着重要的地质意义,还为我国新疆北部寻找与铝质A型花岗岩有关的锡矿资源开辟了方向.     

西天山阿吾拉勒一带石炭系岩石地层单位厘定

西天山阿吾拉勒地区石炭系,长期以来许多学者和单位,仅根据区域粗略的对比,将其划归早石炭世阿吾拉勒组（“大哈拉军山组”）。1︰5万区域地质调查证实,阿吾拉勒组可以解体为3部分。下部钙碱性火山岩,全岩Rb-Sr等时线年龄为351Ma;中部碳酸盐岩-碎屑岩,富产早石炭世晚期化石,主要有腕足Gigantopraductus和珊瑚Gangamophyllum vetiforme等;上部碱性双峰式火山岩,全岩Rb-Sr等时线年龄为294~313Ma;确认各套地层间均为角度不整合接触。本文首次根据地层多重划分原则,对本区石炭系岩石地层单位进行了解体和再划分,自下而上建立了三个组,下部为早石炭世大哈拉军山组;中部为早石炭世阿克沙克组,上部为晚石炭世伊什基里克组。     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山花岗岩和包体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,黄羊山岩浆混合花岗岩加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为311±12Ma,首次获得闪长质微细粒包体加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为300±6Ma,在误差范围内完全一致,均属于晚石炭世,前者代表黄羊山岩浆混合花岗岩成岩年龄,后者代表暗色闪长质微粒包体的形成年龄,表明两者是同时代形成的,属于300Ma前后准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物.岩石地球化学研究表明,寄主岩石具有高硅、低铝、贫钙镁、富碱和高分异的特征,寄主岩石、包体和辉绿岩脉成分均落在了混合趋势线上,寄主岩富集Rb和Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr、Ta和Ti等元素,δEu值(为0.01)极低,具有低的~(87)Sr/~(86)Sr初始比值和高正的ε_(Nd)(t)值.黄羊山碱性花岗岩是在后碰撞拉张的构造背景下,幔源岩浆发生底垫作用,由于幔源岩浆底垫作用,下地壳温度升高而熔融形成酸性壳源岩浆,部分幔源岩浆沿着地壳中的深断裂带上涌,发生不同程度壳幔混合形成的,其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度的混合的记录者,研究区的辉绿岩脉是幔源岩浆直接分异演化的产物.     

东准库布苏南岩体和包体的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示, 库布苏南花岗闪长岩形成时代为287±2 Ma, MSWD=0.15, 包体年龄为286±3 Ma, MSWD=0.22, 在误差范围内完全一致, 这就排除了暗色包体是来源于深部变质岩熔融残留体或浅部围岩捕虏体的可能性, 同时也排除了基性岩浆在花岗质岩浆固结后才侵入的可能, 为岩浆混合作用的存在提供最有力的证据.地球化学研究表明, 包体富集基性组分Ti、Zr、Nb、Hf等高场强元素以及稀土元素, 包体表现为与寄主岩石既相互联系又受其制约, 库布苏南花岗闪长岩体具有低87Sr/86Sr初始比值和高正ε_Nd(t)值, 表明花岗岩的来源有地幔物质参与, 包体是过冷的镁铁质岩浆混入到中酸性岩浆中经快速冷凝的结果.库布苏南花岗闪长岩形成的时代略晚于东准噶尔乌伦古河碱性花岗岩和卡拉麦里碱性花岗岩的形成时代(300 Ma左右), 均为准噶尔周边地区后碰撞伸展构造背景下岩浆活动的产物, 其形成和演化标志了准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长的过程.      

甘肃天水坪道花岗岩体的地质特征及矿化信息

坪道岩体由早期到晚期可分出斜长花岗岩→花岗闪长岩→黑云二长花岗岩→含斑黑云二长花岗岩→正长花岗岩共5期岩浆活动。岩体碎裂化强,构造蚀变带发育。碱值(NK/A)为0 49～0 62,ANKC值大于1,见白云母,CIPW计算中多见刚玉,为钙碱性铝过饱和型。随SiO2含量增加,TiO2、FeO、MgO、CaO、Na2O均逐渐缓慢减少,而Fe2O3和K2O含量在剧增。岩石化学显示其源岩为上地壳杂砂岩类、碎屑岩类。岩体相对富集轻稀土,δEu值为0 35～0 7,铕亏损强烈。岩体贫Ba、Rb、Sr、Y、Cu、Zr、Ga、Ni元素,富Nb、Ta、Bi、Th、Cr、Sn、Mo、Hf、Au、Sc,异常富Hf、Sn、Sc、Au,数个构造破碎带及蚀变带有金矿化显示(0 2～0 4g/t),综合分析该岩体较有利于金矿的形成。